约束阻尼结构力学性能研究与参数优化
2021-08-30顾赛克邓琼刘悦
航空工程进展 2021年4期
顾赛克,邓琼,刘悦
(西北工业大学航空学院,西安710072)
0 引 言
飞机在飞行过程中气动外形和飞行姿态均会引起气流的分离,湍流、扰流、脉冲压力等非定常气动力与飞机结构发生流固耦合会引起飞机结构的振动,进而产生疲劳裂纹,导致结构破坏,这是飞机失效的主要原因。振动疲劳会导致结构产生比常规疲劳更严重的损伤。因此,飞机薄壁结构的振动抑制可以提高飞机的出勤率、服役时间和安全性。
传统的抑振方法主要分为主动控制和被动控制两种。主动振动控制技术是采用压电材料设计合理的阻尼器,利用材料的逆压电效应抑制振动疲劳。但是考虑飞行器结构设计对质量体积要求严苛,且工作环境有低温、低压等特点,在飞行器结构上安装压电阻尼器难以满足工况要求,且其实施过程复杂,成本偏高,不适于工程应用。被动振动控制技术则是对结构进行阻尼处理的有效方法。较为常见的被动阻尼抑振方法是在目标结构表面粘贴黏弹性阻尼材料,在交变载荷作用下,由于应力应变不同步产生能量耗散,有效降低振动响应。V.Levraea等曾将黏弹性材料粘贴在飞机结构表面,吸收耗散结构的振动能量,从而延长飞机结构的使用寿命。这种粘贴在结构表面吸收和耗散振动能量的结构称为附加阻尼。
早期对约束阻尼结构的研究基本集中在理论方面。Kerwin等将阻尼层置于一个无限长的简支夹层梁中制成三层结构,以复数形式表示夹心梁的弯曲刚度,研究了阻尼层在该三层梁结构中所形成的减振效应,奠定了约束阻尼结构复刚度法 的 理 论 基 础 ;……
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